Vrodené mutácie. Najhoršie genetické mutácie (Foto)

Už dávno neplatí, že ľudia s genetickými mutáciami boli považovaní za príšery a príšery. Vystrašili deti a snažili sa im všemožne vyhýbať. Teraz vieme, že je to pre nás nezvyčajné vzhľad niektorí ľudia sú výsledkom zriedkavých genetických chorôb. Bohužiaľ, vedci sa nenaučili, ako s nimi zaobchádzať.

Progéria (Hutchinsonov-Guildfordov syndróm)
Vyskytuje sa u jedného dieťaťa z 8 miliónov. Toto ochorenie je charakterizované nezvratnými zmenami na koži a vnútorné orgány spôsobené predčasným starnutím organizmu.

Zmienka o Hutchinson-Guildfordovom syndróme sa nachádza v Podivuhodný prípad Benjamina Buttona (2008). Rozpráva príbeh muža, ktorý sa narodil starý. Na rozdiel od skutočných pacientov s progériou však hlavný hrdina filmu vekom mladol.

Juner Thaneov syndróm (SUT)
Ľudia s touto vzácnou genetickou chybou majú tendenciu štvornožkovať, majú primitívnu reč a sú slabí mozgová činnosť... Súhrn všetkých vyššie uvedených prvkov bol pomenovaný po svojom objaviteľovi - biológovi Junerovi Tanovi.

Hypertrichóza
Ochorenie sa prejavuje nadmerným rastom vlasov, ktorý nie je charakteristický pre túto oblasť kože alebo nezodpovedá pohlaviu a / alebo veku. Väčšinou sa vyskytuje u žien.

Epidermodysplázia verruciformná
Zriedkavé kožné ochorenie spôsobuje, že ľudia sú veľmi náchylní na rozšírený ľudský papilomavírus (HPV). U takýchto ľudí infekcia spôsobuje rast početných kožných výrastkov, ktoré svojou hustotou pripomínajú drevo.

Ťažká kombinovaná imunodeficiencia
Nosiče túto chorobu(1 dieťa zo 100 tisíc novorodencov) imunitný systém je neaktívny. Najbežnejšou liečbou tejto mutácie je transplantácia krvotvorných kmeňových buniek, buniek, z ktorých sa potom tvoria všetky ostatné krvinky.

Leschov-Nyhanov syndróm
Dedičná porucha charakterizovaná zvýšenou syntézou kyseliny močovej, ktorá vedie k obličkovým kameňom a močového mechúra ako aj dnavá artritída.

Ekrodaktýlia
Vrodená malformácia, charakterizovaná absenciou alebo nedostatočným vývojom jedného alebo viacerých prstov a/alebo chodidiel, je spôsobená poruchou siedmeho chromozómu.

Proteov syndróm
Syndróm spôsobuje rýchly a neúmerný rast kostí a kože spôsobený mutáciou v géne AKT1. Práve tento gén je zodpovedný za správny rast buniek. V dôsledku poruchy vo svojej práci niektoré bunky rýchlo rastú a rýchlo sa delia, zatiaľ čo iné pokračujú v raste normálnou rýchlosťou. V súčasnosti je vo svete známych asi 120 nosičov ochorenia.

Trimetylaminúria (syndróm rybieho zápachu)
Choroba, pri ktorej emanuje telo pacienta zlý zápach, ktorý pripomína zápach hnijúcich rýb a vajec, je spôsobený akumuláciou trimetylamínu v tele pacienta. Táto látka, vylučovaná potom, močom a vydychovaným vzduchom, vytvára nepríjemný zápach.

Marfanov syndróm
Vyskytuje sa u jedného z 5 tisíc ľudí. Toto často bežné ochorenie spôsobené génovou mutáciou zhoršuje vývoj spojivového tkaniva.

Hunterova choroba (mukopolysacharidóza typu II)
Ochorenie spojivového tkaniva je spojené s dedičnými metabolickými abnormalitami, vzniká v dôsledku nedostatku množstva enzýmov a vedie k rôznym defektom kostí, chrupaviek, spojivového tkaniva.

Kvôli drsnosti čŕt tváre sú si ľudia s Hunterovým syndrómom veľmi podobní až do tej miery, že keď sú spolu, môžu si ich pomýliť s dvojčatami. Za zmienku tiež stojí, že odchýlky v intelektuálny rozvoj prebiehajú len pri ťažkej forme syndrómu – pacienti so stredne ťažkou formou syndrómu majú normálnu inteligenciu.

Hovorili sme, že každý človek je jedinečný, čo znamená hlboký vnútorný svet, no niekedy sa rodia ľudia, ktorí sa od všeobecnej masy odlišujú nielen svojím charakterom, ale aj vzhľadom. Povieme vám o 10 najstrašnejších genetických mutáciách, ktoré sa vyskytujú u ľudí v ojedinelých prípadoch.

1. Ekrodaktýlia

Jeden z vrodené chyby vývoj, pri ktorom prsty a/alebo chodidlá úplne chýbajú alebo sú nedostatočne vyvinuté. Spôsobené poruchou siedmeho chromozómu. Často je spoločníkom choroby úplná absencia sluchu.

2. Hypertrichóza

Počas stredoveku sa ľudia s podobným génovým defektom nazývali vlkolaci alebo opičí muži. Tento stav je charakterizovaný nadmerným rastom vlasov na celom tele, vrátane tváre a uší. Prvý prípad hypertrichózy bol zaznamenaný v 16. storočí.

3. Fibrodysplázia osifikujúca progresívna (FOP)

Zriedkavé genetické ochorenie, pri ktorej sa v tele začínajú tvoriť nové kosti (osifikácia) na nesprávnych miestach – vo vnútri svalov, väzov, šliach a iných spojivových tkanív. Akékoľvek zranenie môže viesť k ich vzniku: modrina, rezná rana, zlomenina, intramuskulárna injekcia alebo prevádzka. Z tohto dôvodu nemožno odstrániť osifikácia: po chirurgická intervencia kosť môže len silnieť. Fyziologicky sa osifikáty nelíšia od bežných kostí a vydržia značné zaťaženie, len nie sú tam, kde sú potrebné.

4. Progresívna lipodystrofia

Ľudia s týmto nezvyčajným ochorením vyzerajú oveľa staršie, ako je ich vek, a preto sa niekedy označuje ako „syndróm zvrátenia Benjamina tlačidla“. V dôsledku dedičnej genetickej mutácie a niekedy v dôsledku použitia niektorých drogy v organizme sú narušené autoimunitné mechanizmy, čo vedie k rýchla strata zásoby podkožného tuku. Najčastejšie trpí tukové tkanivo tváre, krky, Horné končatiny a trupu, v dôsledku čoho vznikajú vrásky a záhyby. Doteraz bolo potvrdených len 200 prípadov progresívnej lipodystrofie a vyvíja sa najmä u žien. Lekári na liečbu používajú inzulín, facelifting a kolagénové injekcie, no to má len dočasný efekt.

5. Juner Tan syndróm

Juner Tanov syndróm (SYUT) je charakteristický predovšetkým tým, že ľudia ním trpiaci chodia po štyroch. Objavil ho turecký biológ Juner Tan po štúdiu piatich členov rodiny Ulasovcov na vidieku v Turecku. Ľudia s SUT najčastejšie používajú primitívnu reč a majú vrodené cerebrálne zlyhanie. V roku 2006 bol natočený dokumentárny film o rodine Ulasovcov s názvom „A Family Walking on All Fours“. Tan to opisuje takto: „Genetická povaha syndrómu naznačuje opačný krok v ľudskej evolúcii, spôsobený s najväčšou pravdepodobnosťou genetickou mutáciou, opačný proces prechodu od quadropedalizmu (chôdza po štyroch končatinách) k bipedalizmu (chôdza). na dvoch končatinách).V tomto prípade syndróm zodpovedá teórii prerušovanej rovnováhy.

6. Progéria

Vyskytuje sa u jedného dieťaťa z 8 000 000. Toto ochorenie sa vyznačuje nezvratnými zmenami na koži a vnútorných orgánoch spôsobených predčasným starnutím organizmu. Priemerná dĺžka trvaniaživot ľudí s týmto ochorením je 13 rokov. Známy je len jeden prípad, keď pacient dosiahol vek štyridsaťpäť rokov. Prípad bol zaznamenaný v Japonsku.

7. Epidermodysplázia verruciformná

Jedno z najzriedkavejších génových zlyhaní. Jeho majitelia sú veľmi náchylní na rozšírený ľudský papilomavírus (HPV). U takýchto ľudí infekcia spôsobuje rast početných kožných výrastkov, ktoré svojou hustotou pripomínajú drevo. Choroba sa stala všeobecne známou v roku 2007 po tom, čo sa na internete objavilo video s 34-ročnou Indonézankou Dede Koswarou. V roku 2008 muž podstúpil zložitú operáciu, pri ktorej mu z hlavy, rúk, nôh a trupu odstránili šesť kilogramov výrastkov. Na operované časti tela bola transplantovaná nová koža. Ale, bohužiaľ, po chvíli sa opäť objavili výrastky.

8. Proteov syndróm

Proteov syndróm spôsobuje rýchly a neúmerný rast kostí a kože spôsobený mutáciou v géne AKT1. Práve tento gén je zodpovedný za správny rast buniek. V dôsledku poruchy vo svojej práci niektoré bunky rýchlo rastú a rýchlo sa delia, zatiaľ čo iné pokračujú v raste normálnou rýchlosťou. To má za následok abnormálny vzhľad. Choroba sa neprejaví hneď po narodení, ale až do šiestich mesiacov veku.

9. Trimetylaminúria

Patrí k najvzácnejším genetickým ochoreniam. Neexistujú ani štatistiky o jeho distribúcii. Ľudia trpiaci týmto ochorením hromadia trimetylamín v tele. Táto látka je ostrá nepríjemný zápach, pripomínajúci zápach zhnitých rýb a vajec, sa uvoľňuje spolu s potom a vytvára okolo pacienta nepríjemný páchnuci jantár. Jedinci s touto genetickou poruchou sa prirodzene vyhýbajú preplneným miestam a sú náchylní na depresiu.

10. Pigmentovaná xeroderma

Táto dedičná kožná porucha sa prejavuje v precitlivenosť osoba k ultrafialové lúče... Vyskytuje sa v dôsledku mutácie proteínov zodpovedných za opravu poškodenia DNA, ktoré sa objaví po expozícii ultrafialové žiarenie... Prvé príznaky sa zvyčajne objavujú v ranom detstve (do 3 rokov veku): keď je dieťa na slnku, už po niekoľkých minútach pôsobenia sa u neho objavia vážne popáleniny. slnečné lúče... Ochorenie je tiež charakterizované výskytom pieh, suchou pokožkou a nerovnomerným sfarbením kože. Podľa štatistík sú ľudia s xeroderma pigmentosa vystavení väčšiemu riziku vzniku onkologické ochorenia- pri absencii riadneho preventívne opatrenia, približne u polovice detí s xerodermou sa do desiateho roku života vyvinie nejaký druh rakoviny. Existuje osem typov tohto ochorenia rôznej závažnosti a symptómov. Podľa európskych a amerických lekárov sa toto ochorenie vyskytuje asi u štyroch ľudí z milióna.

Ľudia sú rôznorodá skupina a s rôznorodosťou vzniká mnoho genetických mutácií. Mnoho ľudí si automaticky predstaví škodlivé choroby, ako je rakovina, keď počujú výraz genetická mutácia, ale existuje veľa príkladov bežných ľudských mutácií, ktoré sú v skutočnosti prospešné alebo aspoň nie škodlivé. Tu sú najčastejšie mutácie, ktoré vy alebo niekto, koho poznáte, môžete mať.

Modré oči

Napriek tomu, že asi 8 percent svetovej populácie má modré oči, mutácia, ktorá k tomu viedla, je v histórii nášho druhu pomerne nedávna. Spočiatku mali všetci ľudia hnedé oči, ale vedci dokázali presne určiť mutáciu, ktorá viedla k modrej farbe. Ukazuje sa, že rôzne odtiene hnedej sa objavujú, keď nastanú zmeny v géne nazývanom OCA2. Vedú k zmene množstva produkovaného pigmentu v dúhovke. Modré oči sa však objavili v dôsledku mutácie, ktorá sa vyskytla v blízkom géne nazývanom HERC2. Funguje ako spínač, ktorý vypína OCA2, čo má za následok nedostatok hnedého pigmentu v dúhovke a človek sa narodí s modré oči.

Ešte prekvapivejšie je, že vedci dokázali vysledovať tento variant génu až do okamihu, keď sa objavil, asi pred 6-10 tisíc rokmi. Prvý modrooký muž pravdepodobne žil na území moderného Španielska pred 7 000 rokmi. Práve tam sa našla najstaršia ľudská kostra, ktorá, ako sa ukázalo, mala túto mutáciu.

Tolerancia laktózy

Toto je jeden z najuspokojivejších príkladov ľudského vývoja, aký môžeme pozorovať. Zatiaľ čo ľudia na Západe považujú mlieko za samozrejmosť a zostávajú dôležitou súčasťou stravy dospelých, v skutočnosti to nie je také bežné. Ako všetky ostatné cicavce, väčšina ľudí na celom svete prestane piť mlieko, keď dosiahnu zrelosť, pretože strácajú schopnosť ho tráviť.

Ale asi pred 10 000 rokmi, keď Európania začali domestikovať zvieratá vrátane kráv, došlo k mutácii v géne MCM6. To viedlo k tomu, že niektorí ľudia pokračovali v produkcii laktázy, enzýmu potrebného na trávenie mlieka. Ešte prekvapivejšie je, že Európania v tom nie sú sami. Iné farmárske komunity, ktoré domestikovali dobytok, ako napríklad India, tiež vyvinuli schopnosť tráviť mlieko. Navyše v rôznych komunitách tieto procesy prebiehali nezávisle od seba.

červené vlasy

Spolu s modrými očami a intoleranciou laktózy ide o jednu z najznámejších genetických mutácií, ktoré sa vyskytli v ľudskom tele. Aj keď pravdepodobne tiež poznáte aspoň jedného človeka s červenými vlasmi, táto farba v skutočnosti stále nie je veľmi bežná. Vyskytuje sa u 4-5% svetovej populácie a podľa mnohých ľudí práve to robí červenú farbu takou príťažlivou.

Väčšina ľudí s červenými vlasmi žije v severnej Európe, najmä v Škótsku a Walese. Dôvodom je s najväčšou pravdepodobnosťou genetický posun a skutočnosť, že tieto národy boli v nedávnej minulosti pravdepodobne úplne izolované.

Vrodená intolerancia alkoholu

Táto genetická mutácia je pozorovaná u 36 % severovýchodných Ázijcov. Prejavuje sa to tak, že po požití alkoholu začne ľudská pokožka červenať. Toto začervenanie však nie je, ako u väčšiny ľudí, výsledkom intoxikácie. Je to vlastne súčasť imunitnej odpovede organizmu, ktorú nespúšťa samotný alkohol, ale látka, na ktorú sa premieňa v pečeni.

V nie príliš vzdialenej minulosti sa v génoch niektorých ľudí vyskytla bodová mutácia, ktorá kóduje enzým nazývaný ALDH2, ktorý bráni úplnému stráveniu alkoholu. To znamená, že niektoré toxické medziprodukty sa hromadia v tele a spúšťajú imunitnú odpoveď.

Nedostatok zubov múdrosti

Rast zubov múdrosti v dospelosti často vedie k najrôznejším problémom: nielen samotný proces je veľmi bolestivý, ale zuby nie vždy rastú správne, a preto sa musia odstraňovať. Ale niektorí ľudia - zhruba 40 percent Ázijcov, 10 až 25 percent Európanov a 11 percent Afroameričanov - nemajú aspoň jeden molár. Čo je ešte zarážajúcejšie, asi 45 percent Inuitov je tiež v tejto vybranej skupine.

Verí sa, že ako všetky cicavce, aj ľudskí predkovia mali v zadnej časti úst tri sady štyroch stoličiek, ktoré potrebovali na mletie tvrdej rastlinnej potravy, ktorú jedli. Ale ako sa našim predkom podarilo skrotiť oheň, ich potrava sa stala oveľa mäkšou a ich čeľuste sa zúžili, čím sa eliminoval priestor potrebný na rast zubov múdrosti. Najstaršia fosília bez zubov múdrosti bola nájdená v Číne a jej vek je asi 350 tisíc rokov. Predpokladá sa, že mutácia pôvodne vznikla v tejto oblasti.

Ako vznikajú škodlivé gény?

Hoci hlavnou vlastnosťou génov je presné samokopírovanie, vďaka ktorému existuje dedičný prenos veľa znakov od rodičov k deťom, táto vlastnosť nie je absolútna. Povaha genetického materiálu je dvojaká. Gény majú tiež schopnosť meniť sa, získavať nové vlastnosti. Tieto zmeny génov sa nazývajú mutácie. A práve génové mutácie vytvárajú variabilitu potrebnú pre evolúciu živej hmoty, rozmanitosť foriem života. Mutácie sa vyskytujú v akýchkoľvek bunkách tela, ale na potomstvo sa môžu preniesť iba gény zárodočných buniek.

Dôvody mutácií spočívajú v tom, že mnohé faktory prostredia, s ktorými každý organizmus počas života interaguje, môžu narušiť prísne usporiadanie samoreprodukcie génov, chromozómov vo všeobecnosti a viesť k chybám v dedičnosti. Experimenty preukázali nasledujúce faktory spôsobujúce mutácie: ionizujúce žiarenie, chemických látok a teplo... Je zrejmé, že všetky tieto faktory sú prítomné aj v prirodzenom prostredí človeka (napríklad prirodzené pozadie žiarenia, kozmické žiarenie). Mutácie vždy existovali ako úplne bežný prírodný jav.

Keďže ide o prirodzené chyby pri prenose genetického materiálu, mutácie sú náhodné a neusmernené, to znamená, že môžu byť prospešné aj škodlivé a relatívne neutrálne pre organizmus.

Užitočné mutácie sa v priebehu evolúcie fixujú a tvoria základ progresívneho rozvoja života na Zemi, zatiaľ čo škodlivé mutácie, ktoré znižujú vitalitu, sú akoby odvrátenou stranou mince. Sú základom dedičných chorôb v celej ich rozmanitosti.

Mutácie sú dvoch typov:

gén (na molekulárnej úrovni)
a chromozomálne (zmena počtu alebo štruktúry chromozómov na bunkovej úrovni)

Tieto aj iné môžu byť spôsobené rovnakými faktormi.

Ako často sa vyskytujú mutácie?
Je výskyt chorého dieťaťa často spojený s novou mutáciou?

Ak by mutácie vznikali príliš často, potom by variabilita v živej prírode prevládala nad dedičnosťou a neexistovali by žiadne stabilné formy života. Je zrejmé, že logika hovorí, že mutácie sú zriedkavé udalosti, prinajmenšom oveľa zriedkavejšie ako možnosť zachovania vlastností génov počas prenosu z rodičov na deti.

Skutočná frekvencia mutácií pre jednotlivé ľudské gény je v priemere od 1:105 do 1:108. To znamená, že približne jedna z milióna zárodočných buniek v každej generácii nesie novú mutáciu. Alebo inými slovami, hoci ide o prílišné zjednodušenie, dá sa povedať, že v každom milióne prípadov normálneho prenosu génov je jedna mutácia. Dôležité je, že keď už raz vznikne, tá či oná nová mutácia sa potom môže preniesť na ďalšie generácie, teda fixovať sa mechanizmom dedičnosti, keďže reverzné mutácie, ktoré vrátia gén do pôvodného stavu, sú rovnako zriedkavé.

V populáciách pomer počtu mutantov a tých, ktorí zdedili škodlivý gén od svojich rodičov (segregantov) medzi všetkými pacientmi, závisí od typu dedičnosti a od ich schopnosti zanechať potomstvo. Pri klasických recesívnych ochoreniach sa škodlivá mutácia môže v tichosti prenášať cez mnoho generácií zdravých nosičov, až kým sa dvaja nosiči toho istého škodlivého génu nezoženia, a potom je takmer každý takýto prípad narodenia chorého dieťaťa spojený s dedičnosťou, a nie s novou mutáciou. ....

Pri dominantných ochoreniach je podiel mutantov nepriamo úmerný reprodukčnej schopnosti pacientov. Je zrejmé, že keď choroba vedie k predčasnej smrti alebo neschopnosti pacientov mať deti, potom je dedenie choroby od rodičov nemožné. Ak ochorenie neovplyvní očakávanú dĺžku života alebo schopnosť mať deti, tak naopak budú prevládať dedičné prípady a nové mutácie budú v porovnaní s nimi zriedkavé.

Napríklad s jednou z foriem nanizmu (dominantná achondroplázia) v sociálnej a biologické dôvody reprodukcia trpaslíkov je oveľa nižšia ako priemer, v tejto skupine populácie je asi 5x menej detí v porovnaní s ostatnými. Ak vezmeme priemerný multiplikačný faktor v norme ako 1, potom pre trpaslíkov to bude 0,2. To znamená, že 80 % pacientov v každej generácii je výsledkom novej mutácie a len 20 % pacientov zdedí trpaslík po svojich rodičoch.

o dedičné choroby geneticky naviazané na pohlavie, podiel mutantov medzi chorými chlapcami a mužmi závisí aj od relatívnej plodnosti chorých, ale vždy tu bude prevládať dedičnosť po matkách, a to aj pri tých chorobách, keď chorí vôbec nezanechávajú potomkov. Maximálny podiel nových mutácií pri takýchto smrteľných ochoreniach nepresahuje 1/3 prípadov, keďže muži tvoria presne jednu tretinu X chromozómov celej populácie a dve tretiny z nich sú u žien, ktoré spravidla , sú zdravé.

Môžem mať dieťa s mutáciou, ak som dostala zvýšenú dávku žiarenia?

Negatívne dôsledky znečistenia životného prostredia, chemického aj rádioaktívneho, sú problémom storočia. Genetici sa s ním nestretávajú tak zriedka, ako by chceli, v širokom spektre problémov: od pracovných rizík po zhoršovanie životného prostredia v dôsledku nehôd v jadrových elektrárňach. A obavy napríklad ľudí, ktorí prežili tragédiu v Černobyle, sú pochopiteľné.

Genetické dôsledky znečistenia životného prostredia sú skutočne spojené s nárastom frekvencie mutácií, vrátane škodlivých, vedúcich k dedičným ochoreniam. Tieto dôsledky však, našťastie, nie sú také katastrofálne, aby hovorili o nebezpečenstve genetickej degenerácie ľudstva, prinajmenšom pre súčasné štádium... Navyše, ak uvažujeme o probléme vo vzťahu ku konkrétnym jednotlivcom a rodinám, potom môžeme s istotou povedať, že riziko chorého dieťaťa v dôsledku žiarenia alebo iných škodlivých účinkov práve v dôsledku mutácie nie je nikdy vysoké.

Frekvencia mutácií sa síce zvyšuje, no nestačí prekročiť desatinu, ba ani stotinu percenta. V každom prípade pre každú osobu, dokonca aj pre tých, ktorí boli vyslovene vystavení mutagénnym faktorom, riziko negatívne dôsledky pre potomstvo je oveľa menšie ako genetické riziko vlastné všetkým ľuďom spojené s prenášaním patologických génov zdedených po predkoch.

Navyše nie všetky mutácie vedú k okamžitému prejavu vo forme choroby. V mnohých prípadoch, aj keď dieťa dostane novú mutáciu od jedného z rodičov, narodí sa úplne zdravé. Koniec koncov, významná časť mutácií je recesívna, to znamená, že u nosičov nevykazujú svoje škodlivé účinky. A prakticky neexistujú prípady, keď s pôvodne normálnymi génmi oboch rodičov dostalo dieťa rovnakú novú mutáciu súčasne od otca a matky. Pravdepodobnosť takéhoto prípadu je taká mizivá, že na jeho realizáciu nestačí celá populácia Zeme.

Z toho tiež vyplýva, že opakovaný výskyt mutácie v tej istej rodine je prakticky nereálny. Ak teda zdraví rodičia majú choré dieťa s dominantnou mutáciou, potom by ich ostatné deti, teda bratia a sestry pacienta, mali byť zdravé. Pre potomka chorého dieťaťa však bude riziko zdedenia choroby v súlade s klasickými pravidlami 50 %.

Existujú nejaké odchýlky od zaužívaných pravidiel dedenia a s čím súvisia?

Áno tam sú. Ako výnimka - niekedy len pre ich vzácnosť, ako napríklad vzhľad žien s hemofíliou. Nachádzajú sa tiež častejšie, ale v každom prípade sú odchýlky spôsobené zložitými a početnými vzťahmi génov v tele a ich interakciou s životné prostredie... V skutočnosti výnimky odrážajú všetky rovnaké základné zákony genetiky, ale na zložitejšej úrovni.

Napríklad mnohé dominantne dedičné choroby sa vyznačujú silnou variabilitou ich závažnosti až do takej miery, že niekedy symptómy choroby u nositeľa patologického génu môžu úplne chýbať. Tento jav sa nazýva neúplná génová penetrácia. Preto sa v rodokmeňoch rodín s dominantnými chorobami niekedy vyskytujú takzvané skokové generácie, kedy sú známi nositelia génu, ktorí majú chorých predkov aj chorých potomkov, prakticky zdraví.

V niektorých prípadoch aj viac dôkladné vyšetrenie takýchto nosičov, aj keď minimálne, sa nachádzajú vymazané, ale celkom jednoznačné prejavy. Stáva sa ale aj to, že metódy, ktoré máme k dispozícii, nedokážu odhaliť žiadne prejavy patologického génu, a to aj napriek jasným genetickým dôkazom, že ho konkrétny človek má.

Dôvody tohto javu ešte nie sú dostatočne preskúmané. Predpokladá sa, že škodlivý účinok mutantného génu môže byť modifikovaný a kompenzovaný inými génmi alebo environmentálnymi faktormi, ale špecifické mechanizmy takejto modifikácie a kompenzácie pri určitých ochoreniach sú nejasné.

Stáva sa aj to, že v niektorých rodinách sa vo viacerých generáciách po sebe prenášajú recesívne ochorenia tak, že ich možno zameniť s dominantnými. Ak si pacienti vezmú nositeľov génu pre tú istú chorobu, potom polovica ich detí zdedí aj „dvojitú dávku“ génu – stav nevyhnutný na prejavenie choroby. To isté sa môže stať aj v budúcich generáciách, hoci takáto „kazuistika“ sa vyskytuje len vo viacerých príbuzenských manželstvách.

Napokon, delenie vlastností na dominantné a recesívne nie je absolútne. Niekedy je toto rozdelenie len svojvoľné. Jeden a ten istý gén možno v niektorých prípadoch považovať za dominantný a v iných za recesívny.

Sofistikovanými metódami výskumu je často možné rozpoznať vplyv recesívneho génu v heterozygotnom stave aj u úplne zdravých nosičov. Napríklad gén pre kosáčikovitý hemoglobín v heterozygotnom stave spôsobuje kosáčikovité erytrocyty, čo neovplyvňuje ľudské zdravie a v homozygotnom stave vedie k vážnemu ochoreniu - kosáčikovej anémii.

Aký je rozdiel medzi génovými a chromozomálnymi mutáciami.
Čo sú to chromozomálne ochorenia?

Chromozómy sú nositeľmi genetickej informácie na zložitejšej - bunkovej úrovni organizácie. Dedičné ochorenia môžu byť spôsobené aj chromozomálnymi chybami, ktoré vznikli pri tvorbe zárodočných buniek.

Každý chromozóm obsahuje svoj vlastný súbor génov umiestnených v prísnej lineárnej sekvencii, to znamená, že určité gény sa nachádzajú nielen v rovnakých chromozómoch u všetkých ľudí, ale aj v rovnakých častiach týchto chromozómov.

Normálne bunky tela obsahujú presne definovaný počet párových chromozómov (preto sú v nich párové gény). Osoba má 23 párov (46) chromozómov v každej bunke, okrem pohlavia. Pohlavné bunky (vajíčka a spermie) obsahujú 23 nepárových chromozómov – jedinú sadu chromozómov a génov, pretože párové chromozómy sa počas delenia buniek rozchádzajú. Počas oplodnenia, keď sa spermie a vajíčko spoja, sa z jednej bunky (teraz s úplnou dvojitou sadou chromozómov a génov) vyvinie plod – embryo.

Ale tvorba zárodočných buniek sa niekedy vyskytuje s chromozomálnymi "chybami". Ide o mutácie, ktoré menia počet alebo štruktúru chromozómov v bunke. To je dôvod, prečo oplodnené vajíčko môže obsahovať prebytok alebo nedostatok chromozomálneho materiálu v porovnaní s normou. Je zrejmé, že takáto chromozomálna nerovnováha vedie k hrubým narušeniam vývoja plodu. To sa prejavuje vo forme spontánnych potratov a mŕtvo narodených detí, dedičných chorôb, syndrómov, nazývaných chromozomálne.

Najznámejším príkladom chromozomálneho ochorenia je Downova choroba (trizómia – objavenie sa 21. chromozómu navyše). Symptómy tejto choroby sa dajú ľahko identifikovať podľa vzhľadu dieťaťa. Ide o kožnú riasu vo vnútorných kútikoch očí, ktorá dodáva tvári mongoloidný vzhľad a veľký jazyk, krátke a hrubé prsty; pri starostlivom skúmaní takéto deti odhalia aj chyby srdca, zraku a sluchu a mentálne retardácia.

Pravdepodobnosť recidívy tohto ochorenia a mnohých ďalších chromozomálnych abnormalít v rodine je našťastie malá: vo veľkej väčšine prípadov sú spôsobené náhodnými mutáciami. Okrem toho je známe, že náhodné chromozomálne mutácie sa vyskytujú častejšie na konci obdobia nosenia dieťaťa.

Takže s pribúdajúcim vekom matiek sa zvyšuje pravdepodobnosť chromozomálnej chyby počas dozrievania vajíčka, a preto majú takéto ženy zvýšené riziko, že budú mať dieťa s chromozomálnymi abnormalitami. Ak je celkový výskyt Downovho syndrómu medzi všetkými novorodencami približne 1: 650, potom u potomkov mladých matiek (25-ročných a mladších) je výrazne nižší (menej ako 1: 1000). Individuálne riziko dosahuje priemernú úroveň do 30 rokov, je vyššie o 38 rokov - 0,5% (1:200) a do 39 rokov - 1% (1:100), vo veku nad 40 rokov sa zvyšuje na 2 3 %.

Môže byť zdravých ľudí má chromozomálne abnormality?

Áno, môžu pri niektorých typoch chromozomálnych mutácií, kedy sa nezmení počet, ale štruktúra chromozómov. Faktom je, že štrukturálne preskupenia v počiatočnom momente ich výskytu môžu byť vyvážené - nesprevádzané prebytkom alebo nedostatkom chromozomálneho materiálu.

Napríklad dva nepárové chromozómy si môžu vymeniť svoje časti nesúce rôzne gény, ak sa pri zlomení chromozómov, niekedy pozorovanom v procese bunkového delenia, ich konce zlepia a zlepia sa s voľnými fragmentmi iných chromozómov. V dôsledku takýchto výmen (translokácií) sa počet chromozómov v bunke zachová, no takto vznikajú nové chromozómy, pri ktorých je porušená zásada prísneho párovania génov.

Ďalším typom translokácie je zlepenie dvoch prakticky celých chromozómov ich „lepkavými“ koncami, v dôsledku čoho celkový počet chromozómy sú znížené o jeden, aj keď k strate chromozomálneho materiálu nedochádza. Človek, prenášač takejto translokácie, je úplne zdravý, ale vyvážené štrukturálne prestavby, ktoré má, už nie sú náhodné, ale celkom prirodzene vedú k chromozomálnej nerovnováhe u jeho potomkov, keďže značná časť zárodočných buniek nosičov takýchto translokácie majú nadbytok alebo naopak nedostatok chromozomálneho materiálu.

Niekedy takíto nosiči nemôžu mať zdravé deti vôbec (hoci takéto situácie sú extrémne zriedkavé). Napríklad u nosičov podobnej chromozomálnej abnormality - translokácie medzi dvoma rovnakými chromozómami (povedzme fúzia koncov toho istého 21. páru), 50 % vajíčok alebo spermií (v závislosti od pohlavia nosiča) obsahuje 23 chromozómov. vrátane dvojitého chromozómu a zvyšných 50 % obsahuje o jeden chromozóm menej, ako by malo byť. Bunky s dvojitým chromozómom pri oplodnení dostanú ďalší, 21. chromozóm a v dôsledku toho sa budú rodiť deti s Downovou chorobou. Bunky s chýbajúcim 21. chromozómom pri oplodnení dávajú neživotaschopný plod, ktorý je spontánne potratený v prvej polovici tehotenstva.

Nositelia iných typov translokácií môžu mať zdravé potomstvo. Existuje však riziko chromozomálnej nerovnováhy vedúcej k hrubej vývojovej patológii u potomstva. Toto riziko pre potomkov nosičov štrukturálnych preskupení je výrazne vyššie ako riziko chromozomálnych abnormalít v dôsledku náhodných nových mutácií.

Okrem translokácií existujú aj iné typy štruktúrnych prestavieb chromozómov, ktoré vedú k podobným negatívne dôsledky... Našťastie, dedičnosť chromozomálnych abnormalít s vysokým rizikom patológie je v živote oveľa menej bežná ako náhodné chromozomálne mutácie. Pomer prípadov chromozomálnych chorôb medzi ich mutantnými a dedičnými formami je približne 95 % a 5 %.

Koľko dedičných chorôb je už známych?
Rastie alebo klesá ich počet v dejinách ľudstva?

Na základe všeobecných biologických pojmov by sa dalo očakávať približnú zhodu medzi počtom chromozómov v tele a počtom chromozomálnych ochorení (a rovnakým spôsobom aj medzi počtom génov a génovými ochoreniami). V súčasnosti skutočne existuje niekoľko desiatok chromozomálnych abnormalít so špecifickými klinické príznaky(čo v skutočnosti prevyšuje počet chromozómov, pretože rôzne kvantitatívne a štrukturálne zmeny toho istého chromozómu spôsobujú rôzne ochorenia).

Existuje oveľa viac a viac ako 2000 známych chorôb spôsobených mutáciami jednotlivých génov (na molekulárnej úrovni). Odhaduje sa, že počet génov vo všetkých ľudských chromozómoch je oveľa vyšší. Mnohé z nich nie sú jedinečné, pretože sú prezentované ako opakujúce sa kópie v rôznych chromozómoch. Navyše mnohé mutácie sa nemusia prejaviť ako choroby, ale vedú k embryonálnej smrti plodu. Takže počet genetických chorôb zhruba zodpovedá genetickej štruktúre organizmu.

S rozvojom medicínskeho genetického výskumu na celom svete postupne narastá počet známych dedičných chorôb a mnohé z nich, ktoré sa stali klasickými, sú ľuďom známe už veľmi dlho. Teraz je v genetickej literatúre akýsi boom publikácií o pravdepodobne nových prípadoch a formách dedičných chorôb a syndrómov, z ktorých mnohé sú zvyčajne nazývané menami ich objaviteľov.

Slávny americký genetik Victor McCusick každých pár rokov vydáva katalógy dedičných vlastností a ľudských chorôb, zostavené na základe počítačovej analýzy údajov svetovej literatúry. A zakaždým sa každé nasledujúce vydanie líši od predchádzajúceho v rastúcom počte takýchto chorôb. Je zrejmé, že tento trend bude pokračovať aj v budúcnosti, ale odráža skôr zlepšenie v rozpoznávaní dedičných chorôb a väčšiu pozornosť im ako skutočný nárast ich počtu v procese evolúcie.

Historicky boli ľudia s týmito mutáciami označovaní za čudákov a monštrá, no dnes vieme, že nezvyčajný vzhľad je len časťou veľký rozsah genetická variácia nášho druhu. Predstavujeme vám výber desiatich najneobvyklejších mutácií nájdených u ľudí.

1. Progéria

Väčšina detí s progériou zomiera do veku 13 rokov, ale niektoré prežijú do 20 rokov. Zvyčajne je príčinou smrti infarkt alebo mozgová príhoda. V priemere len jedno dieťa z 8 000 000 má progériu.

Ochorenie je spôsobené mutáciami v géne lamin A/C, čo je proteín, ktorý poskytuje podporu bunkovým jadrám. Ďalšie príznaky progérie zahŕňajú napnutú, úplne bezsrstú kožu, abnormality kostí, zakrpatený rast a charakteristický tvar nosa. Progéria je veľmi zaujímavá pre gerontológov, ktorí dúfajú, že odhalia súvislosť medzi genetickými faktormi a procesom starnutia.

2. Juner Thaneov syndróm

„Genetická povaha syndrómu naznačuje opačný krok v evolúcii človeka, s najväčšou pravdepodobnosťou spôsobený genetickou mutáciou, opačný proces prechodu od quadropedalizmu (chôdza po štyroch končatinách) k bipedalizmu (chôdza po dvoch končatinách). V tomto prípade je syndróm v súlade s teóriou prerušovanej rovnováhy.

Nový syndróm, povedal Tan, by mohol byť použitý ako živý model pre ľudskú evolúciu. Niektorí výskumníci to však neberú vážne a veria, že prejav SYT nezávisí od genómu.

3. Hypertrichóza

Hypertrichóza sa tiež nazýva „syndróm vlkolaka“ alebo „Abramsov syndróm“. Postihuje len jedného človeka z miliardy a od stredoveku je zdokumentovaných len 50 prípadov. Ľudia s hypertrichózou majú nadmerné množstvo vlasov na tvári, ušiach a ramenách. Je to spôsobené porušením spojení medzi epidermou a dermis počas formovania u trojmesačného plodu. vlasové folikuly... Signály z vyvíjajúcej sa dermis spravidla „povedia“ folikulom ich tvar. Folikuly zas signalizujú kožným vrstvám, že v tejto oblasti už jeden folikul existuje a to vedie k tomu, že chĺpky na tele rastú približne v rovnakej vzdialenosti od seba. V prípade hypertrichózy sú tieto spojenia prerušené, čo vedie k tvorbe príliš hustých vlasov na tých častiach tela, kde by nemali byť.

4. Epidermodysplázia verruciformná

Epidermodysplasia verruciformis je extrémne zriedkavá abnormalita, ktorá spôsobuje, že jej nositelia sú náchylní na rozšírený ľudský papilomavírus (HPV). Táto infekcia spôsobuje šupinaté škvrny a papuly ( spinocelulárny karcinóm koža) rastúce na rukách, nohách a dokonca aj na tvári. Tieto „výrastky“ vyzerajú ako bradavice alebo častejšie pripomínajú rohovinu či drevo. Nádory kože sa spravidla začínajú objavovať u ľudí medzi 20. a 40. rokom života na miestach vystavených slnečnému žiareniu. Neexistuje úplná liečebná metóda, ale s pomocou intenzívna starostlivosť môžete obmedziť alebo dočasne zastaviť šírenie výrastkov.

Do povedomia verejnosti sa toto genetické ochorenie dostalo v roku 2007, keď sa na internete objavilo video s 34-ročnou Indonézankou Dede Koswarou. V roku 2008 muž podstúpil operáciu, pri ktorej mu z tela odstránili šesť kg výrastkov. Z rúk, hlavy, trupu a nôh sa odstránili rohy a do týchto miest sa transplantovala nová koža. V Celkom podarilo zachrániť Cosvar pred 95% bradavíc. Žiaľ, po čase začali opäť rásť a lekári veria, že zákrok bude treba opakovať každé dva roky, aby Cosvara udržal aspoň lyžičku.

5. Ťažká kombinovaná imunodeficiencia

Ľudia s touto genetickou poruchou sa rodia bez efektívnosti imunitný systém... Ochorenie sa stalo známym po filme „The Boy in the Plastic Bubble“ z roku 1976, ktorý bol inšpirovaný životmi dvoch postihnutých chlapcov Davida Vettera a Teda DeVita. Hlavný hrdina, malý chlapec, je nútený žiť v plastovej búdke izolovanej od okolitého sveta, pretože nefiltrovaný vzduch a vystavenie sa mikroorganizmom sa mu môžu stať osudné. Skutočný Vetter dokázal takto žiť do 13 rokov, no zomrel v roku 1984 po neúspešnej transplantácii. kostná dreň- lekárske pokusy posilniť imunitný systém.

Porucha je spôsobená rôznymi génmi, vrátane tých, ktoré spôsobujú defekty v odpovediach T a B buniek, čo má v konečnom dôsledku negatívny vplyv na produkciu lymfocytov. Tiež sa verí, že toto ochorenie sa vyskytuje v dôsledku nedostatku adenozíndeaminázy. V súčasnosti je známych niekoľko spôsobov liečby génovou terapiou.

6. Leschov-Nyhanov syndróm

SLF sa vyskytuje u jedného z 380 000 dojčiat mužského pohlavia a vedie k zvýšeniu syntézy kyseliny močovej. Kyselina močová sa uvoľňuje do krvného obehu a moču v dôsledku chemických procesov v tele. U ľudí so SLF sa do krvného obehu uvoľňuje príliš veľa kyseliny močovej, ktorá sa hromadí pod kožou a nakoniec spôsobuje dnavú artritídu. Môže tiež viesť k obličkovým a močovým kameňom.

Ochorenie ovplyvňuje aj neurologické funkcie a správanie. U ľudí so SLF sa svaly často nedobrovoľne sťahujú, čo vedie ku kŕčom a/alebo nepravidelnému kývaniu končatín. Stáva sa, že pacienti sa zrania: narážajú hlavou na tvrdé predmety, hryzú si prsty a pery. Allopurinol môže pomôcť pri dne, ale neexistuje žiadny liek na neurologické a behaviorálne aspekty tohto stavu.

7. Ekrodaktýlia

U pacienta s ekrodaktýliou prsty na rukách alebo nohách buď chýbajú, alebo sú nedostatočne vyvinuté, takže ruky alebo nohy vyzerajú ako kliešte. Našťastie sú takéto abnormality v genóme zriedkavé. Ekrodaktýlia sa môže prejavovať rôznymi spôsobmi, niekedy prsty len zrastú, v takom prípade ich možno oddeliť pomocou plastická operácia, v iných prípadoch nie sú prsty ani úplne vyformované. Choroba je často sprevádzaná úplnou stratou sluchu. Príčinou ochorenia sú poruchy genómu vrátane delécií, translokácií a inverzií v siedmom chromozóme.

8. Proteov syndróm

Pravdepodobne touto chorobou trpel Joseph Merrick, známy ako Sloní muž. Proteov syndróm je spôsobený neurofibromatózou typu I. Pri Proteovom syndróme sú kosti a kožné pokrytie pacient sa môže začať abnormálne rýchlo zvyšovať, v dôsledku čoho sú narušené prirodzené proporcie tela. Symptómy sa zvyčajne objavia až 6-18 mesiacov po narodení. Závažnosť ochorenia závisí od jednotlivca. Proteov syndróm postihuje v priemere jedného človeka z milióna. Počas histórie bolo zdokumentovaných len niekoľko stoviek takýchto prípadov.

Porucha je výsledkom mutácie v géne AKT1, ktorý reguluje rast buniek, čo spôsobuje, že niektoré z mutovaných buniek rastú a delia sa nepredstaviteľnou rýchlosťou, zatiaľ čo iné pokračujú v raste normálnou rýchlosťou. Výsledkom je zmes normálnych a abnormálnych buniek, ktorá spôsobuje vonkajšie abnormality.

9. trimetylaminúria

Táto genetická porucha je taká zriedkavá, že miera výskytu nie je ani známa. Ale ak tým trpí niekto vo vašom okolí, okamžite si to všimnete. Faktom je, že v tele pacienta sa hromadí trimetylamín, ktorý sa uvoľňuje spolu s potom a vytvára nepríjemný zápach - človek cíti zápach zhnitých rýb, zhnitých vajec, odpadkov alebo moču. Ženy majú tendenciu byť náchylnejšie na ochorenie ako muži. Intenzita zápachu dosahuje svoj vrchol tesne pred a počas menštruácie, prípadne po požití. perorálne kontraceptíva... Zdá sa, že je to spôsobené ženskými pohlavnými hormónmi, ako je progesterón a estrogén.

Samozrejme, v dôsledku toho sú pacienti často depresívni a radšej žijú v izolácii.

10. Marfanov syndróm

Marfanov syndróm nie je až taký zriedkavý, bežne postihuje asi jedného človeka z 20 000. Ide o poruchu vývoja spojivových tkanív. Jednou z najčastejších foriem deviácie je krátkozrakosť, ale ešte častejšie sa ochorenie prejavuje neúmerným rastom kostí na rukách a nohách a nadmernou pohyblivosťou kolena resp. lakťových kĺbov... Ľudia s Marfanovým syndrómom majú tendenciu mať dlhé, tenké ruky a nohy. Menej často u pacientov môžu rebrá rásť spolu, v dôsledku čoho hrudný kôš buď trčí, alebo naopak klesá. Ďalším problémom je zakrivenie chrbtice.